圈擬陣

圈擬陣

圈擬陣(circuit matroid)亦稱多邊形擬陣,是一類特殊的擬陣,它是建立在圖G=(V,E)上的一類擬陣M(G)。設G是一個圖,E=E(G)是G的邊集。定義I⊆2為這樣的一個集合: X∈I若且唯若X(作為G的子圖)不含有極小圈,那么(E,I)是一個擬陣,這個擬陣通常稱為G的圈擬陣(cycle matroid),記作M(G)。此結論可由以下例子得出:設G是一個圖,其邊集為E=E(G),當X⊆E是G的一個無圈子圖(即不含有極小圈的子圖),則X的任意子集Y也是G的一個無圈子圖。當X1,X2⊆E是G中的兩個無圈子圖並且|X1|

基本介紹

圈擬陣是建立在圖G=(V,E)上的一類擬陣M(G),其獨立集為不含圈的邊集E的子集,因此,圈擬陣的直觀形象十分鮮明,由於不同構的圖會有相同的圈擬陣,對圈擬陣的研究並不能取代圖的研究,它只能看做圖的一種延伸,對於圈擬陣M(G),其圈正是圖G的圈,所以圈擬陣亦稱多邊形擬陣。

圖G的上圈是E的子集A,將A從G中移去以後會增加G的連通分支的數目,正如G的圈構成M(G)的圈一樣,以G的上圈為圈,對應地得到G上的另一類擬陣,稱為上圈擬陣,上圈擬陣亦稱鍵擬陣,圈擬陣和上圈擬陣互為對偶,且在任何域上均可表示,記上圈擬陣為M(G)。

相關性質

由於圈擬陣和上圈擬陣具有明顯的圖的特徵,所以藉助於同構的概念,可將它們延伸到其他一般擬陣,擬陣M=(E,I),M=(E,I)同構,若且唯若在E和E之間有雙射φ,並保持獨立性,對於擬陣M,若有圖G存在,使得M與G的圈擬陣同構,則稱M是可圖的或稱M為圖擬陣.對應地,若M與G的上圈擬陣同構,則稱M是可上圖的,或稱M為上圖擬陣。例如,完全圖K,完全二部圖K的圈擬陣M(K)和M(K)是可圖的,但不是可上圖的。更一般地,G為平面圖,若且唯若它的圈擬陣M(G)是可上圖的.因此,擬陣的可圖性,本質上刻畫了圖的平面性。

圖1 圖1

特別地,當G為歐拉圖時,它的邊集能劃分為圈,而在歐拉圖上建立的圈擬陣,稱為歐拉擬陣,更一般地,對於建立在集合E上的擬陣M,若E可以表示為M的互不重疊的圈的並集,則稱M為歐拉擬陣,若M的所有圈,其中元素的個數均為偶數時,則稱M為偶擬陣,二元擬陣為歐拉擬陣若且唯若其對偶是二元擬陣,作為一個既不是圖擬陣也不是上圖擬陣的例子,它就是旋擬陣,此擬陣由輪圖W=K+C產生,它的圈對應為C添加一條幅,例如,對於W,其圈如上圖 。

舉例

考慮圖G

圖2 圖2
圈擬陣 圈擬陣
圈擬陣 圈擬陣

其邊集為 。我們要確定所有無圈子圖的邊集的集族 。由於每一個無圈子圖都是一個支撐樹的子圖,因此我們只要找出G的所有的支撐樹。不難看出G的全體支撐樹對應的邊子集是

圈擬陣 圈擬陣

因此,

圈擬陣 圈擬陣

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